【步步高】(新课标)高中物理-7.1-物体是由大量分子组成的学案-新人教版选修3-3.doc

精诚凝聚 =_= 成就梦想 7.1 物体是由大量分子组成的学习目标定位 1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的大小，能够用油膜法估测油酸分子的大小.3.知道阿伏加德罗常数，会用它进行相关的计算或估算1物体的质量m、体积V和密度之间的关系是mV.2球体的体积V与其直径d之间的关系是Vd3.一、用油膜法估测分子的大小图11.把一滴油酸滴在水面上，水面上会形成油酸薄膜，薄膜是由单层油酸分子组成的，把油酸分子简化成球形，示意图如图1所示，油膜的厚度就是油酸分子的直径2如果一滴油酸的体积为V，油膜的面积为S，则分子的直径d.(忽略分子间的空隙)二、分子的大小除一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为1010_m.三、阿伏加德罗常数1定义1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示2数值阿伏加德罗常数通常取NA6.021023 mol1，在粗略计算中可取NA6.01023 mol1.3意义阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的桥梁，它能把摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量与分子质量、分子大小等微观物理量联系起来一、用油膜法估测分子的大小 实验原理把一滴油酸(事先测出其体积V)滴在水面上，在水面上形成油酸薄膜，认为是单分子层，且把分子看成球形油膜的厚度就是油酸分子的直径d，测出油膜面积S，则分子直径d.实验器材配制好的一定浓度的油酸酒精溶液、浅盘、痱子粉(或细石膏粉)、注射器、量筒、玻璃板、彩笔、铅笔、坐标纸实验步骤1用注射器取出按一定比例配制好的油酸酒精溶液，缓缓推动活塞，使溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积V1时的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V.再根据油酸酒精溶液中油酸的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中的油酸体积VV.2在水平放置的浅盘中倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉(或细石膏粉)均匀地撒在水面上，再用注射器将配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，一会儿就会在水面上形成一层形状不规则的油酸薄膜3待油酸薄膜稳定后，将玻璃板平放到浅盘上，然后用彩笔将油膜的形状画在玻璃板上4将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积S(以坐标纸上边长为1 cm的正方形为单位，计算轮廓内的正方形个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个)5根据测出的一滴油酸酒精溶液里油酸的体积V和油酸薄膜的面积S，可求出油膜的厚度d，则d可看做油酸分子的直径，即d.延伸思考1实验中为什么用酒精对油酸进行稀释？答案用酒精对油酸进行稀释有利于获取更小体积的纯油滴，这样更有利于油酸在水面上形成单分子油膜同时酒精易挥发，不影响测量结果2实验中为什么在水面上撒痱子粉？答案撒痱子粉后，便于观察所形成的油膜的轮廓二、阿伏加德罗常数及微观量的估算要点提炼1阿伏加德罗常数：NA6.021023 mol1它是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁它把摩尔质量M、摩尔体积V、物质的质量m、物质的体积V、物质的密度等宏观量，跟单个分子的质量m0、单个分子的体积V0等微观量联系起来其中密度，但要切记对单个分子是没有物理意义的(1)一个分子的质量：m0.(2)固体、液体中每个分子的体积：V0.气体中只能求每个分子所占的空间：V0.(3)质量为m的物体所含分子数：NNA.(4)体积为V的物体所含分子数：NNA.2热学中的分子(1)热学中的分子与化学上讲的不同，它是构成物质的分子、原子、离子等微粒的统称，因为这些微粒在热运动时遵从相同的规律(2)一般分子直径的数量级是1010 m，质量的数量级是1026 kg.(3)分子的两种模型球形模型：固体、液体中分子间距较小，可认为分子是一个挨着一个紧密排列的球体，由V0及V0d3可得：d .图2立方体模型：气体中分子间距很大，一般建立立方体模型认为气体分子位于立方体中心，如图2所示由V0及V0d3可得：d .一、用油膜法估测分子的大小例1图3在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，104 mL油酸酒精溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有50滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图3所示，坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm.(1)油膜的面积是多少？(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？(3)根据上述数据，估测出油酸分子的直径解析(1)数出在油膜轮廓范围内的格子数(面积大于半个方格的算一个，不足半个方格的舍去不算)为58个，油膜面积约为S58(0.02)2 m22.32102 m2.(2)因为50滴油酸酒精溶液的体积为1 mL，且能求出溶液中含纯油酸的浓度为，故每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V06104 mL1.21011 m3.(3)把油膜的厚度视为油酸分子的直径，可估算出油酸分子的直径为d m5.21010 m.答案(1)2.32102 m2(2)1.21011 m3(3)5.21010 m二、分子的大小例2关于分子，下列说法中正确的是()A分子看做小球是分子的简化模型，实际上，分子的形状并不真的都是小球B所有分子大小的数量级都是1010 mC“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”只包含分子，不包括原子和离子D分子的质量是很小的，其数量级一般为1010 kg解析将分子看做小球是为研究问题方便而建立的简化模型，故A选项正确一些有机物质的分子大小的数量级超过1010 m，故B选项错误“物体是由大量分子组成的”，其中“分子”是分子、原子、离子的统称，故C选项错误分子质量的数量级一般为1026 kg，故D选项错误答案A三、阿伏加德罗常数的应用例3乙醇(俗称酒精)的相对分子质量是46，密度是7.9102 kg/m3，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，则：(1)乙醇的摩尔质量M_gmol1或M_kgmol1；(2)乙醇的摩尔体积V_m3mol1；(3)一个乙醇分子的质量m0_kg；(4)一个乙醇分子的体积V0_m3；(5)将乙醇分子看做是个球体，其直径d_m.解析(1)某种物质的摩尔质量用“gmol1”做单位时，数值与其相对分子质量相同，所以乙醇的摩尔质量M46 gmol14.6102 kgmol1.(2)乙醇的摩尔体积Vm3mol15.8105 m3mol1.(3)一个乙醇分子的质量m0 kg7.61026 kg.(4)一个乙醇分子的体积V0 m39.61029 m3.(5)乙醇分子可视为球形，V0d3，所以乙醇分子直径d m5.71010 m，这里的“1010 m”称为数量级，一般分子直径的数量级就是这个值答案(1)464.6102(2)5.8105(3)7.61026(4)9.61029(5)5.710101(用油膜法估测分子的大小)为了减小“用油膜法估测分子的大小”的误差，下列方法可行的是()A用注射器取1 mL配制好的油酸酒精溶液，共可滴N滴，则每滴中含有油酸 mLB把浅盘水平放置，在浅盘里倒入一些水，使水面离盘口距离小一些C先在浅盘中撒些痱子粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴几滴在水面上D用牙签把水面上的油膜尽量拨弄成矩形答案B解析 mL是一滴油酸酒精溶液的体积，乘以其中油酸的浓度才是油酸的体积，A项错；B项的做法是正确的；多滴几滴能够使测量形成油膜的油酸体积更精确些，但多滴以后会使油膜面积增大，可能使油膜这个不规则形状的一部分与浅盘的壁相接触，这样油膜就不是单分子油膜了，故C项错；D项中的做法没有必要，并且牙签上沾有油酸，会使油酸体积测量误差增大2(分子的大小)纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景边长为1 nm的立方体，可容纳液态氢分子(其直径约为1010 m)的个数最接近于()A102个 B103个C106个 D109个答案B解析1 nm109 m，则边长为1 nm的立方体的体积V(109)3 m31027 m3；将液态氢分子看做边长为1010 m的小立方体，则每个氢分子的体积V0(1010)3 m31030 m3，所以可容纳的液态氢分子的个数N103(个)液态氢分子可认为分子是紧挨着的，其空隙可忽略，对此题而言，建立立方体模型比球形模型运算更简洁3(阿伏加德罗常数的应用)已知某气体的摩尔体积为22.4 L/mol，摩尔质量为18 g/mol，阿伏加德罗常数为6.021023 mol1，由以上数据可以估算出这种气体()A每个分子的质量B每个分子的体积C每个分子占据的空间D分子之间的平均距离答案ACD解析实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多，即气体分子之间有很大空隙，故不能根据V0计算分子体积，这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间，故C正确；可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间，即为相邻分子之间的平均距离，D正确；每个分子的质量显然可由m0估算，A正确 点亮心灯 /(v) 照亮人生